أنواع المعادن
يمكن تقسيم المعادن اعتمادًا على خصائصها إلى فئات عدة، وهي كما يلي:
- المعادن الحديدية (بالإنجليزية: ferrous metals): تتكون من مزيج من الحديد والكربون، وقد تم تصنيف هذا النوع بهذا الاسم لاحتوائه على معادن متنوعة واستخداماته العديدة. يتميز المعادن الحديدية بصلابتها العالية وإمكانية تشكيلها بأشكال متنوعة. كما أنها تعد موصلًا جيدًا للحرارة والكهرباء، وتتمتع بقوة تحمل كبيرة للأوزان الثقيلة والظروف البيئية القاسية، مما يجعلها مناسبة لعمليات التصنيع الثقيلة. ومع ذلك، فإن هذه المعادن عرضة للتآكل بمرور الوقت وتتأثر بالحرارة العالية، مثل الحديد والفولاذ.
- المعادن غير الحديدية (بالإنجليزية: non-ferrous metals): هي المعادن التي تُستخدم كبديل للحديد في المعدات والآلات وغيرها. تتميز بأنها أقل وزنًا مقارنة بالمعادن الحديدية، وتتعرض للتآكل بنسب أقل، وتتمتع بملمس أكثر نعومة. ونتيجة لذلك، فإنها تحتاج إلى ضغط أقل أثناء التصنيع، كما أنها تعد موصلًا جيدًا للحرارة والكهرباء، مثل الألومنيوم والنحاس.
- المعادن النبيلة (بالإنجليزية: noble metals): تشير إلى المعادن الأقل تفاعلاً مثل العناصر النبيلة، حيث إنها لا تتعرض للصدأ أو التآكل عند تعرضها للهواء. كما أن هذه المعادن لينة ويمكن تشكيلها بسهولة إلى أشكال متعددة، بالإضافة إلى كونها موصلة جيدة للحرارة والكهرباء. تُستخدم المعادن النبيلة في صناعة المجوهرات والعملات، وهي عادةً غالية الثمن، مثل الذهب والفضة والبلاتينيوم.
- المعادن الثقيلة (بالإنجليزية: heavy metals): تمثل مجموعة من المعادن ذات الكثافة والوزن الذري المرتفع، ولكنها أقل قوة من الحديد وغيرها من المعادن. ويتعذر العثور عليها بكثرة في الطبيعة، وتمتلك تأثيرات سلبية على الصحة نظرًا لسموميتها، مثل الكادميوم والرصاص.
- السبائك المعدنية (بالإنجليزية: metal alloys): تعد هذه المواد مزيجًا من عدة معادن للحصول على خصائص محددة، مثل زيادة القوة أو مقاومة التآكل أو تحسين المتانة.
الخصائص الفيزيائية للمعادن
تتميز المعادن بمجموعة من الخصائص الفيزيائية، منها:
- اللمعان.
- القدرة الجيدة على توصيل الحرارة والكهرباء.
- الكثافة العالية.
- درجات انصهار مرتفعة.
- قابلية للطرق والسحب.
- صلابة في درجة حرارة الغرفة، باستثناء الزئبق.
- إصدار صوت عند الطرق.
الخصائص الكيميائية للمعادن
تظهر المعادن مجموعة متنوعة من الخصائص الكيميائية، منها:
- فقدان الإلكترونات من المدار الخارجي بسهولة.
- عرضة للتآكل.
- تكوين أكاسيد في حالتها الأساسية.
- انخفض الكهروسلبية.
- تعمل كعوامل اختزال فعالة.
استخدامات المعادن
تشكل المعادن حوالي 80% من عناصر الكيمياء المعروفة، وفيما يلي بعض الأمثلة على استخداماتها:
- الحديد: يُستخدم في تصنيع المسامير والألواح الحديدية وغيرها.
- النحاس: يمتاز باستخدامه في تصنيع كابلات الأسلاك الكهربائية والمقابس.
- الألومنيوم: يُستخدم في تصنيع أدوات وأوانٍ مقاومة للتآكل، وكذلك قطع غيار الطائرات نظراً لوزنه الخفيف.
- الزنك: يُستخدم في صنع الخلايا الجافة، وكذلك في تغليف الألواح الحديدية لحمايتها من الصدأ.
- الفضة: تُستخدم في صناعة العملات والمجوهرات الفضية.
فيديو تمثال الحرية والغزو الفضائي
ما العلاقة بين النيازك التي تسقط من الفضاء وتمثال الحرية؟ وماذا تعرف عن المعادن والفلزات؟ تابع هذا الفيديو لاستكشاف المزيد:
